JP4264286B2

JP4264286B2 - Continuous casting nozzle

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Publication number: JP4264286B2
Application number: JP2003112418A
Authority: JP
Inventors: 欣晃木村; 孝之犬塚; 潤二中島; 亘山田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: JP2004050288A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融金属の連続鋳造において、取鍋からタンディッシュあるいはタンディッシュから鋳型内に溶融金属を注入するために用いる連続鋳造用ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
溶融金属の連続鋳造においては、溶融金属を取鍋からタンディッシュに注入し、さらにタンディッシュから鋳型内に注入する。鋳型内おいて、溶融金属と鋳型との接触部において凝固シェルが成長し、凝固シェルは下方に引き抜かれつつさらに凝固が進行し、最終的に凝固が完了して鋳片となり、引き出される。
【０００３】
タンディッシュ底面には鋳造ストランド数に等しい数の注入口が設けられ、各注入口から鋳型内に溶融金属が注入される。注入口にはストッパーあるいはスライディングノズルが設けられ、これらを開閉することによって溶融金属の注入制御が行われる。ストッパーを設ける場合には、タンディッシュ底面に注入ノズル（ストッパーノズル）を設け、注入ノズルの上方にストッパーを配置し、注入ノズルとストッパーとの間隔を調整することによって溶融金属注入量を調整する。スライディングノズルを設ける場合には、タンディッシュ底面に上部ノズルを配置し、その下方にスライディングノズル、さらにその下方に下部ノズルを配置する。スライディングノズルは、１枚ないし２枚の固定プレートと移動プレート（以下総称してＳＮプレートという。）とによって構成され、固定プレートと移動プレートに設けられた開口部の位置を調整することによって溶融金属注入量を調整する。注入ノズル、上部・下部ノズル、ＳＮプレートは、通常はいずれもＡｌ₂Ｏ₃とＣを主成分とするＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物によって形成される。
【０００４】
スラブ及び大断面ブルーム連続鋳造においては、タンディッシュの注入口下部に浸漬ノズルと呼ばれる連続鋳造用ノズルを設け、この浸漬ノズル先端の溶融金属吐出口を鋳型内の溶融金属中に浸漬しつつ溶融金属の注入を行うことにより、注入溶融金属を酸化雰囲気に接触させずに鋳型内に注入することを可能にしている。浸漬ノズルの材質としては、溶融石英あるいはＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物が用いられる。Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物製ノズルは、Ａｌ₂Ｏ₃の高耐火性とＣの低い溶鋼濡れ性とを組み合わせた特徴があり、溶鋼に対する耐食性が強く、溶融石英質ノズルに比較して耐食性に優れているので、現在では溶鋼の連続鋳造用浸漬ノズルとして最も広く用いられている。
【０００５】
タンディッシュからの溶融金属の遮断にストッパーを用いる場合には、注入ノズルの下端に浸漬ノズルの上端を接続する。溶融金属の遮断にスライディングノズルを用いる場合には、スライディングノズルを構成する下部ノズルの下端に浸漬ノズルの上端を接続する。いずれの場合においても、浸漬ノズル上端接合部の気密性を十分に確保する必要がある。気密性が不十分であると、浸漬ノズル上端接合部を経由して外部から空気が吸引され、溶融金属を酸化させる原因となるからである。
【０００６】
Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物製浸漬ノズルにおいては、溶融金属が流通するノズル内周部の溶融金属流通部に析出物が付着しやすいという性質を有している。析出物の付着は、特に非浸漬部のノズル内壁の温度勾配の大きな部分および吐出口付近の溶融金属流速の低下する部分に多く、付着物によって鋳造作業が困難になることがある。また、鋳造中に付着物を除去する作業を行う必要があり、ここで除去された付着物は鋳片中に取り込まれて大型介在物となり、鋳片品質を悪化させる原因となる。付着する析出物の主成分はαＡｌ₂Ｏ₃であり、脱酸生成物として溶融金属中に含まれているＡｌ₂Ｏ₃がノズル内壁に析出して堆積するものと考えられる。浸漬ノズル内壁への析出物付着は、特にアルミキルド鋼の連続鋳造において顕著に観察される。
【０００７】
特許文献１には、連続鋳造用ノズルとして、ノズル内部の少なくとも一部がドロマ／黒鉛から成るノズルが開示されている。ドロマとは耐火物として市販されているのもであり、ドロマイトを焙焼して作られるものであり、最低５６．５％のＣａＯ、４１．５％のＭｇＯを含んでいることが好ましいとされる。このような材料によって作られたノズルを使用すると、ドロマがノズルを詰まらせない可溶反応産物を作り出すので、Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物ノズルに見られるような詰まりトラブルを避けることができるとしている。
【０００８】
上記のドロマ／黒鉛質耐火物を採用するに際し、注入する溶融金属が接触するノズル内周面をドロマ／黒鉛質耐火物とし、注入溶融金属が接触しない外側材料としてより廉価な材料でできているものを用いることができる。外側材料には、従来から用いられているＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物を用いたとしても、ノズル詰まりの問題は発生しない。
【０００９】
上記のドロマ／黒鉛を用いた連続鋳造用ノズルは、ステンレス鋼の連続鋳造に用いられ、ノズル詰まりの少ない鋳造を実現している。
【００１０】
【特許文献１】
特表平１１−５０６３９３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すような、溶融金属が接触するノズル内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１（上記ドロマ／黒鉛質耐火物を含む）を用いた連続鋳造用ノズル１を採用することにより、ノズル詰まりの少ない鋳造を行うことができる。ただし、この連続鋳造用ノズル１は、ステンレス鋼の連続鋳造のような少量生産の連続鋳造においては用いることができるものの、普通鋼の連続鋳造のように大量の溶融金属を鋳造する場合においては、鋳造中にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１の部分が溶損するとともに、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１と接する耐火物部分の溶損が進行して溶損部３０が形成されるため、浸漬ノズルの寿命が短く、従来に等しい生産性とコストを維持することができなかった。
【００１２】
本発明は、連続鋳造用ノズル内周面への析出物の堆積を防止しつつ、ノズルの溶損を防止することのできる連続鋳造用ノズルを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
注入溶融金属が接触するノズル内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物を用い、ノズル外周側を構成する耐火物２２（以下「外側材料」ともいう。）としてＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物を用いた浸漬ノズルが一般的に採用される。この浸漬ノズルの上端２４をタンディッシュ注入口の注入ノズルあるいは下部ノズルの下端に取り付ける（図７）。以下、ストッパーを使用する場合の注入ノズルと、スライディングノズルを使用する場合の下部ノズルを、総称して「注入ノズル６」という。注入ノズル６はＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物によって形成される。このような構成を採用することにより、浸漬ノズル内周部への析出物の付着を防止することができる一方、鋳造中にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１の部分、および該ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物と接する耐火物部分の溶損が進行する。
【００１４】
ノズル上端の接合面２９においては、浸漬ノズルのＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１部分とＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物製注入ノズル６とが接触しているか、あるいは極めて近接している。鋳造中における溶損状況を詳細に観察したところ、図８に示すように、溶損はノズル上端の接合面２９において集中的に発生していることが判明した。溶損の進行は、ノズルのＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１部分と注入ノズル６との接触部分において、ノズルのＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物部分と注入ノズル６の両方で同時に溶損が進行している。
【００１５】
以上の結果から、ノズル内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物を用いた連続鋳造用ノズルの溶損は、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物とＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物との接触に基づき、何らかの低融点物質が形成され、その結果として溶損が進行しているものと推定されるに至った。このことから本発明者らは、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１と注入ノズル６との接触を断つことにより、あるいは注入ノズル６の材質としてＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１と接しても溶損を起こさない材質を選択することにより、結果としてＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１の溶損を防止できることを見いだした。
【００１６】
本発明は以上の知見に基づいてなされたものであり、その要旨とするところは以下のとおりである。
（１）ノズル内周面のノズル上端を除く一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１からなり、ノズル外周側を構成する耐火物はＡｌ ₂ Ｏ ₃ ＋Ｃ含有耐火物であり、かつＳｉＯ ₂ 含有量が５質量％以下であり、前記ノズル内周面のノズル上端部には前記ノズル外周側を構成する耐火物２２が露出してなることを特徴とする連続鋳造用ノズル。
（２）ノズル外周側を構成する耐火物２２は、ノズル上端部においてノズル内周面側に内径が狭まってなることを特徴とする上記（１）に記載の連続鋳造用ノズル。
（３）前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の連続鋳造用ノズル。
ここで、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣはＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１中の含有量（質量％）を表す。
（４）前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−Ｃ含有耐火物を用いることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の連続鋳造用ノズル。
（５）前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の連続鋳造用ノズル。
（６）底部に浸漬ノズルを有する連続鋳造用タンディッシュであって、該浸漬ノズルとして上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の連続鋳造用ノズルを用いてなることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。
【００１８】
（７）上記（６）に記載の連続鋳造用タンディッシュを用い、タンディッシュから浸漬ノズルを経由して溶融金属を鋳型内に注入することを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下の説明において、浸漬ノズル１の上端２４と接するノズルであって、ストッパー方式のタンディッシュにおける注入ノズル、あるいはスライディングノズル方式のタンディッシュにおける下部ノズル６を、総称して注入ノズル６と称する。
【００２０】
本発明における第１の発明は、ノズル内周面のノズル上端２４を除く一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１からなり、ノズル内周面のノズル上端部にはノズル外周側を構成する耐火物２１が露出してなることを特徴とする連続鋳造用ノズルである（図１、３）。
【００２１】
ノズル内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１を有する従来の浸漬ノズルを使用した場合に、浸漬ノズル上端と接触する注入ノズル６の溶損が発生するのは、注入ノズル６がＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１自体と近接して接しているためである。従って、本発明のようにＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１をノズル上端を除く部分に配置しておけば、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１が注入ノズル６と接触することがないので、注入ノズル６と浸漬ノズル１の接合面２９における耐火物が溶損することがなく、溶融金属流通路８は外気に対して気密性が保たれる。
【００２２】
第１の発明において、図３（ａ）に示すように、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１をノズル上端を除く部分に配置し、ノズル上端には空隙部２３が存在する形態としても良い。さらに、ノズル外周側を構成する耐火物２２は、図１に示すように、ノズル上端部においてノズル内周面側に内径が狭まってなる内径狭まり部２７を有することとすれば、溶融金属流通路８の内周面に段差が生じることがないので好ましい。ただし、この場合にはノズル内周面を構成するＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１部分を浸漬ノズル１の上方から挿入して形成することができないが、先に成形したＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１を型の中に挿入し、その回りにＡｌ₂Ｏ₃とＣの混合物を詰めてラバープレスで一体成形した上で仮焼成する方法によって、図１に示す形状に成型することが可能である。もちろん、外周側を構成する耐火物２２とＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１とを別々に成形し、図３（ｂ）に示すように外周側を構成する耐火物２２の下端２６からＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１を挿入して組み立てる形態とすることもできる。
【００２３】
本発明においては、ノズル上端付近において、外周側を構成する耐火物２２とＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１との接合面２５が溶融金属流通路８に露出している。この接合面２５において、図４に示すように溶損３０が進行することがある。ただし、このような溶損３０が発生しても、浸漬ノズル１の上端と注入ノズル６との接合面２９は健全に保持されるので、接合面２９を経由して外気が溶融金属流通路８に浸入するトラブルが発生することはない。
【００２４】
第１の発明において、ノズル外周側を構成する耐火物２２がＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物であり、かつＳｉＯ₂含有量が５質量％以下であることとすると好ましい。Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物は、高い耐火性を有しており、ノズル外周側を構成する耐火物２１として最も好ましい材質である。さらに、Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物中のＳｉＯ₂含有量を５質量％以下とすることにより、該Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物とＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物との接合部における低融点物質の形成を最小限とし、該接合部における耐火物の溶損を最小限とすることができる。ＳｉＯ₂含有量は３質量％以下であればより好ましい。
【００２５】
本発明において、ノズル内周面の上端を除く一部又は全部をＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１によって形成することにより、連続鋳造中にノズル内周面にＡｌ₂Ｏ₃をはじめとする析出物が形成されるのを防止している。このＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上であると好ましい。
【００２６】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物の結晶構造は、ＣａＯ相とＭｇＯ相が混在したものであり、ＣはＣａＯとＭｇＯとが共存する結晶粒の粒子間に板状に充填される形で存在している。ノズル内周面の材質がＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物であるとＡｌ₂Ｏ₃析出物の付着が少ない理由は、溶融金属から析出したＡｌ₂Ｏ₃がノズル内周面に付着したとき、耐火物中のＣａＯ相と付着Ａｌ₂Ｏ₃とが反応して低融点物質を生成し、そのために付着した析出物が再度溶融金属中に浮遊していくためであると考えられる。従って、ノズル内周面を形成する耐火物中にＣａＯ相が存在すれば、析出物付着を防止する能力を有する。ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物中のＭｇＯ／ＣａＯが３２以下であれば、耐火物中に確実にＣａＯ相を存在させることができ、析出物付着防止効果を発揮することができる。ＭｇＯ／ＣａＯ比が低いほどＣａＯ相の存在比率が増大するので、析出物付着防止効果を向上させることができる。ＭｇＯ／ＣａＯ≦１であるとより好ましい。ＭｇＯ／ＣａＯ≦０．７２であるとさらに好ましい。
【００２７】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物中のＭｇＯ相は、溶融金属中のＡｌ₂Ｏ₃と比較的融点の高い反応生成物をつくるため、ノズル内面耐火物の溶損を抑制するという機能を有する。この機能を発揮させるためには、ＭｇＯ／ＣａＯ≧０．０３とすることが必要である。ＭｇＯ／ＣａＯ≧０．２であるとより好ましい。ＭｇＯ／ＣａＯ≧０．４２であるとさらに好ましい。
【００２８】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物を製造するに際し、耐火物中のＣａＯ−ＭｇＯ源として通常はドロマイトを用いる。ドロマイト中のＣａＣＯ₃とＭｇＣＯ₃の比率が生産地によって異なるので、ドロマイトを用いて製造した耐火物中のＭｇＯ／ＣａＯ比は０．４９〜１の範囲に存在することになる。この範囲であれば上記好ましいＭｇＯ／ＣａＯ比を実現することができる。
【００２９】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物中のＣは、Ｃがもつ高熱伝導性により、耐熱スポーリング性に優れるという機能を有する。この機能を発揮させるためには、Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）を０．０５以上とする必要がある。０．１５以上であればより好ましい。ただし、Ｃ含有量が高すぎると、Ｃの酸化による損耗が大きくなるので、Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０とする。Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．３５であるとより好ましい。
【００３０】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物においては、ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計を９０質量％以上とする。不純物の含有量が１０％超となると、耐火性が低下するとともに、耐火物の主要物質との低融点物質を形成し易くなるため本発明の内孔体としての特性が得られなくなるためである。
【００３１】
ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物の形状としては、連続鋳造用ノズルの外側を構成する耐火物２２と、内周を構成するＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１とを別々に製作し、外側を構成する耐火物２２の内側にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１を上方から挿入する方法を採用すれば、製作が容易であって好ましい。この場合、連続鋳造用ノズル下端の吐出口９において、図１に示すように溶融金属流通路に外側を構成する耐火物２２が露出するが、もともとこの部分への析出物の付着はそれほど多くなかったので問題とはならない。また、同じ吐出口９において外側を構成する耐火物２２とＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１との接触部が溶融金属流通路に露出する。この接触部における耐火物の溶損は、直接外気の侵入という弊害はもたらさないものの、溶損を最小限とするためには、ノズルの外側を構成する耐火物２２としてＳｉＯ₂含有量５質量％以下のＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物を用いると好ましい。
【００３２】
本発明において、ノズル内周面の一部又は全部において、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−Ｃ含有耐火物を用いても良い。ＭｇＯを含有していないので上記ノズル内面耐火物の溶損抑制機能を発揮することはできないが、耐火物のライニング厚みを使用回数にあわせてコントロールできるという理由で十分にノズル内周面としての機能を果たすことができ、さらに優れた析出物付着除去効果を発揮することができる。この場合において、ＣａＯ−Ｃ含有耐火物は０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上の条件を満足すると好ましい。その理由は、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物における理由と同様である。
【００３３】
本発明において、ノズル内周面の一部又は全部において、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いても良い。
【００３４】
連続鋳造用ノズルの内周面は溶鋼と接触する部分である。Ｃを含有する耐火物においては、耐火物骨材の間にＣが板状に存在する。ノズルの内周面にＣを含有した耐火物を用いると、耐火物中のＣの部分が溶鋼と反応する形で基材の間から溶損されていく。従って、Ｃを含有しない耐火物の方が耐火物の溶損速度が小さくなり、寿命が長くなり、有利になることがある。一方、Ｃを含有しない耐火物は耐スポーリング性が悪化するので、予熱時の昇温速度を小さくするなどの予熱の工夫が必要となる。ノズル内周面にＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用い、ノズル外周面にＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物を用いることとすれば、内周面のＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の内面と外面との温度差が小さくなり、かつ蓄熱効果もあるので、耐スポーリング性をさほど損なわずにノズルを形成することができる。ただし、ノズル内外周の耐火物間で線膨張係数の差が大きく、ノズル外周面を構成するＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物に比較して内周面のＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の方が予熱時に膨張速度が大きいので、Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物との接合部にＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の膨張を吸収することができるモルタルもしくは接合剤が必要となる。あるいは、外周を構成する耐火物が内周耐火物の膨張を抑制できるように、外周耐火物の厚さを十分に取ることとしても良い。
【００３５】
ノズルの内周面にＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いる場合において、ＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、かつＣａＯ＋ＭｇＯの合計が９０質量％以上の条件を満足すると好ましい。その理由は、上記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物における理由と同様である。また、Ｃを積極的には含有しないが、５％未満の範囲でＣを含有していても構わない。
【００３６】
上記第１の発明を適用した連続鋳造用ノズル１を浸漬ノズルとして採用し、この浸漬ノズルを底部に装着したタンディッシュ２を構成することができる（図２）。このタンディッシュ２を用いて溶融金属の連続鋳造を行えば、連続鋳造中における浸漬ノズル内周面への析出物の付着を防止しつつ、浸漬ノズル上端における耐火物の溶損を防止することができ、溶融金属中への空気の巻き込みを防止し、同一のタンディッシュを用いて長時間にわたる鋳造を行うことが可能になる。
【００３７】
溶融金属の連続鋳造タンディッシュを形成するに際し、浸漬ノズル１はその上部の注入ノズル６に接するように配置される。注入ノズル６の材質として通常はＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物が使用される。従来、該Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物中のＳｉＯ₂含有量は１５質量％程度の含有量となっていた。
【００３８】
本発明における第２の発明は、図５に示すように、底部に浸漬ノズル１を有する連続鋳造用タンディッシュ２であって、該浸漬ノズル１は、ノズル内周面の一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１からなり、該浸漬ノズルの上端に接して設けられる鋳造用ノズル（注入ノズル６）は、ＳｉＯ₂含有量が５質量％以下のＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物を用いてなることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュである。
【００３９】
前述したとおり、浸漬ノズルの内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１を用いた場合において、このＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１と接する注入ノズル６の部分が溶損するのは、主にＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物製注入ノズル中に含有するＳｉＯ₂成分がＣａＯと反応し、低融点物質を生成するためである。上記第２の発明においては、注入ノズル６としてＳｉＯ₂含有量が５質量％以下のＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物を用いることにより、この問題を解決した。注入ノズル６中のＳｉＯ₂含有量を上記範囲とすることにより、低融点物質の生成を減少させることができ、注入ノズル６とＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１との接触面における耐火物溶損を大幅に低減することができる。その結果、浸漬ノズル内周面におけるＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物２１は従来通り浸漬ノズル上端まで配置されていても、注入ノズル６と浸漬ノズル接触部におけるノズル溶損が低減する。このタンディッシュ１を用い、タンディッシュから浸漬ノズルを経由して溶融金属を鋳型内に注入することを特徴とする溶融金属の連続鋳造を行った場合には、長時間にわたってタンディッシュを使用しても該接合面から溶融金属への空気の巻き込み発生を防止することができる。
【００４０】
第２の発明において、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物の組成を、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上とする理由は、前記第１の発明と同様である。また、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−Ｃ含有耐火物を用いてもよい。
【００４１】
第２の発明において、ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いてもよい。ＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いた場合の特徴、及びＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物の好ましい成分組成は、前記第１の発明と同様である。
【００４２】
本発明の連続鋳造用ノズルを浸漬ノズルとして使用する際に、外周をＡｌ₂Ｏ₃＋Ｃ含有耐火物とした場合には、浸漬ノズルの外周部であってスラグラインに相当する部分には、図６に示すようにスラグによる溶損を防止するためのスラグライン耐火物２８を配置すると好ましい。たとえば、ＺｒＯ₂＋Ｃ系耐火物を用いることができる。
【００４３】
本発明を用いた連続鋳造においては、Ａｌ脱酸鋼を鋳造した場合でも、ノズル内面にＡｌ₂Ｏ₃の付着が見られずノズル絞りが発生しない。そのため、通常浸漬ノズルの内面にＡｌ₂Ｏ₃が付着することを防止することを目的として、浸漬ノズル内面、もしくは上ノズルよりＡｒガス等の不活性ガスを吹き込む必然性が無くなる。従って、要求される鋳片の品質水準に応じて任意に不活性ガス流量を削減可能となり、ピンホールの少ない鋳片の製造が可能となり、表面品質に優れた板材の製造が可能となる。
【００４４】
上記本発明の連続鋳造用ノズルは、タンディッシュに接続する浸漬ノズルとして使用したときに最も優れた効果を発揮するが、この用途に限定されるものではなく、たとえば取鍋に接続して溶融金属をタンディッシュに注入する際の連続鋳造用ノズルとして使用しても同様に効果を発揮することができる。
【００４５】
【発明の効果】
連続鋳造用ノズルの内周面にＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物を採用してノズル内周面への析出物の付着を防止するに際し、本発明を適用することにより、連続鋳造用ノズルとその上部の耐火物との接合面における溶損を防止することができ、耐火物の寿命を延ばすことができる。そのため、普通鋼の連続鋳造においてもＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物を十分に使用することが可能になり、ノズルつまりのない鋳造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連続鋳造用ノズルを示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＣ−Ｃ矢視図、（ｄ）はＤ−Ｄ矢視断面図、（ｅ）はＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図２】本発明の連続鋳造用ノズルを浸漬ノズルとして装着したタンディッシュを示す部分断面図である。
【図３】本発明の連続鋳造用ノズルの部分断面図である。
【図４】本発明の連続鋳造用ノズルの部分断面図である。
【図５】本発明の連続鋳造用ノズルを浸漬ノズルとして装着したタンディッシュを示す部分断面図である。
【図６】本発明の連続鋳造用ノズルの断面図である。
【図７】従来の連続鋳造用ノズルを浸漬ノズルとしてタンディッシュに装着した状況を示す部分断面図である。
【図８】従来の連続鋳造用ノズルと注入ノズルとの接触面における溶損発生状況を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１連続鋳造用ノズル（浸漬ノズル）
２タンディッシュ
３注入ノズル
４上部ノズル
５スライディングプレート
６下部ノズル（注入ノズル）
７ストッパー
８溶融金属流通路
９吐出口
１０溶融金属
１１鋳型
２１ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物
２２外側を構成する耐火物
２３空隙
２４上端
２５接合面
２６下端
２７内径狭まり部
２８スラグライン耐火物
２９接合面
３０溶損[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a continuous casting nozzle used for injecting molten metal into a mold from a ladle or from a tundish in continuous casting of molten metal.
[0002]
[Prior art]
In continuous casting of molten metal, molten metal is poured from a ladle into a tundish, and further poured into the mold from the tundish. In the mold, a solidified shell grows at the contact portion between the molten metal and the mold, and the solidified shell further pulls downward to further solidify. Finally, solidification is completed and a cast piece is drawn out.
[0003]
The bottom surface of the tundish is provided with a number of inlets equal to the number of cast strands, and molten metal is injected into the mold from each inlet. A stopper or a sliding nozzle is provided at the injection port, and the molten metal injection is controlled by opening and closing these. In the case of providing a stopper, an injection nozzle (stopper nozzle) is provided on the bottom surface of the tundish, a stopper is disposed above the injection nozzle, and the distance between the injection nozzle and the stopper is adjusted to adjust the molten metal injection amount. When a sliding nozzle is provided, an upper nozzle is disposed on the bottom surface of the tundish, a sliding nozzle is disposed below the lower nozzle, and a lower nozzle is disposed below the sliding nozzle. The sliding nozzle is composed of one or two fixed plates and a moving plate (hereinafter collectively referred to as an SN plate), and the molten metal is adjusted by adjusting the positions of the openings provided in the fixed plate and the moving plate. Adjust the injection volume. The injection nozzle, the upper and lower nozzles, and the SN plate are usually formed of an Al ₂ O ₃ + C-containing refractory mainly composed of Al ₂ O ₃ and C.
[0004]
In continuous casting of slabs and large-section blooms, a continuous casting nozzle called an immersion nozzle is provided below the tundish inlet, and the molten metal discharge port at the tip of the immersion nozzle is immersed in the molten metal in the mold. By injecting, the injected molten metal can be injected into the mold without being brought into contact with the oxidizing atmosphere. As the material of the immersion nozzle, fused quartz or refractory containing Al ₂ O ₃ + C is used. The refractory nozzle containing Al ₂ O ₃ + C has the characteristics of combining the high refractory resistance of Al ₂ O ₃ and the low wettability of C with molten steel. The corrosion resistance against molten steel is strong, and it is more resistant to corrosion than fused quartz nozzles. At present, it is most widely used as an immersion nozzle for continuous casting of molten steel.
[0005]
When a stopper is used to block the molten metal from the tundish, the upper end of the immersion nozzle is connected to the lower end of the injection nozzle. When the sliding nozzle is used to block the molten metal, the upper end of the immersion nozzle is connected to the lower end of the lower nozzle constituting the sliding nozzle. In any case, it is necessary to sufficiently ensure the airtightness of the immersion nozzle upper end joint. This is because if the airtightness is insufficient, air is sucked from the outside via the immersion nozzle upper end joint, which causes oxidation of the molten metal.
[0006]
The immersion nozzle made of refractory containing Al ₂ O ₃ + C has the property that precipitates are likely to adhere to the molten metal flow part in the inner peripheral part of the nozzle through which the molten metal flows. Deposits are often deposited on portions where the temperature gradient of the nozzle inner wall of the non-immersed portion is large and on the portion where the molten metal flow velocity is reduced near the discharge port, which may make casting work difficult. Moreover, it is necessary to perform the operation | work which removes a deposit | attachment during casting, and the deposit | attachment removed here is taken in in a slab, becomes a large inclusion, and causes a deterioration of slab quality. The main component of the deposited deposit is αAl ₂ O ₃ , and it is considered that Al ₂ O ₃ contained in the molten metal as a deoxidation product is deposited and deposited on the inner wall of the nozzle. Deposits on the inner wall of the immersion nozzle are particularly observed in continuous casting of aluminum killed steel.
[0007]
Patent Document 1 discloses a nozzle in which at least part of the inside of the nozzle is made of doloma / graphite as a continuous casting nozzle. The doloma is also commercially available as a refractory and is made by roasting dolomite, and preferably contains at least 56.5% CaO and 41.5% MgO. The Using nozzles made of such materials creates a soluble reaction product that does not clog the nozzles, so clogging problems such as those found in refractory nozzles containing Al ₂ O ₃ + C can be avoided. Yes.
[0008]
When adopting the above doloma / graphitic refractory, the inner peripheral surface of the nozzle that comes into contact with the molten metal to be injected is made of doloma / graphitic refractory, and is made of a less expensive material as the outer material that does not come into contact with the molten metal. Things can be used. Even if a conventionally used Al ₂ O ₃ + C-containing refractory is used as the outer material, the problem of nozzle clogging does not occur.
[0009]
The nozzle for continuous casting using the doloma / graphite is used for continuous casting of stainless steel, and realizes casting with less nozzle clogging.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese National Patent Publication No. 11-506393 [0011]
[Problems to be solved by the invention]
By adopting the continuous casting nozzle 1 using the CaO-MgO-C-containing refractory 21 (including the doloma / graphite refractory) on the inner peripheral surface of the nozzle in contact with the molten metal as shown in FIG. Casting with less nozzle clogging can be performed. However, although this continuous casting nozzle 1 can be used in continuous casting of small production such as continuous casting of stainless steel, when casting a large amount of molten metal like continuous casting of ordinary steel, Since the portion of the CaO-MgO-C-containing refractory 21 is melted during casting, and the portion of the refractory in contact with the CaO-MgO-C-containing refractory 21 progresses to form the melted portion 30, The life of the immersion nozzle was short, and it was impossible to maintain the same productivity and cost as before.
[0012]
An object of the present invention is to provide a continuous casting nozzle capable of preventing the nozzle from being melted while preventing deposition of deposits on the inner peripheral surface of the continuous casting nozzle.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A refractory containing CaO-MgO-C is used on the inner peripheral surface of the nozzle in contact with the injected molten metal, and refractory containing Al ₂ O ₃ + C is used as the refractory 22 constituting the outer peripheral side of the nozzle (hereinafter also referred to as “outer material”). In general, an immersion nozzle using is used. The upper end 24 of this immersion nozzle is attached to the lower end of the injection nozzle of the tundish injection port or the lower nozzle (FIG. 7). Hereinafter, the injection nozzle when the stopper is used and the lower nozzle when the sliding nozzle is used are collectively referred to as “injection nozzle 6”. The injection nozzle 6 is formed of a refractory containing Al ₂ O ₃ + C. By adopting such a configuration, it is possible to prevent deposits from adhering to the inner peripheral portion of the immersion nozzle, while the CaO—MgO—C-containing refractory 21 portion during casting and the CaO—MgO— The refractory part in contact with the C-containing refractory is melted.
[0014]
At the joint surface 29 at the upper end of the nozzle, the CaO—MgO—C-containing refractory 21 portion of the immersion nozzle and the Al ₂ O ₃ + C-containing refractory injection nozzle 6 are in contact with or very close to each other. As a result of detailed observation of the state of melt damage during casting, it was found that the melt damage was concentrated on the joint surface 29 at the upper end of the nozzle as shown in FIG. As for the progress of the melting damage, both the CaO-MgO-C-containing refractory part of the nozzle and the injection nozzle 6 simultaneously melt at the contact part between the CaO-MgO-C-containing refractory 21 part of the nozzle and the injection nozzle 6. Progressing.
[0015]
From the above results, the melting loss of the continuous casting nozzle using the refractory containing CaO-MgO-C on the inner peripheral surface of the nozzle is the contact between the refractory containing CaO-MgO-C and the refractory containing Al ₂ O ₃ + C. Based on the above, it was estimated that some low melting point substance was formed, and as a result, melting damage was progressing. Therefore, the present inventors can disconnect the contact between the CaO—MgO—C-containing refractory 21 and the injection nozzle 6 or contact the CaO—MgO—C-containing refractory 21 as the material of the injection nozzle 6. It has been found that by selecting a material that does not cause melting damage, it is possible to prevent the CaO-MgO-C-containing refractory 21 from being melted as a result.
[0016]
This invention is made | formed based on the above knowledge, and the place made into the summary is as follows.
(1) Part or all of the nozzle inner peripheral surface except the upper end of the nozzle is made of a CaO-MgO-C-containing refractory 21, the refractory constituting the nozzle outer peripheral side is an Al ₂ O ₃ + C-containing refractory, and SiO ₂ content of not more than 5 wt%, continuous casting nozzle to the nozzle upper part in the nozzle circumference, characterized by comprising exposed refractory 22 constituting the nozzle outer periphery side.
(2) The continuous casting nozzle according to the above (1), wherein the refractory 22 constituting the outer peripheral side of the nozzle has an inner diameter narrowing toward the inner peripheral surface of the nozzle at the upper end of the nozzle.
( 3 ) The composition of the CaO—MgO—C-containing refractory 21 is 0.03 ≦ MgO / CaO ≦ 32, 0.05 ≦ C / (CaO + MgO + C) ≦ 0.40, and the total of CaO + MgO + C is 90% by mass or more. The nozzle for continuous casting as described in (1) or (2) above, wherein
Here, CaO, MgO, and C represent the content (% by mass) in the CaO—MgO—C-containing refractory 21.
( 4 ) The continuous casting nozzle according to (1) or (2) , wherein a CaO-C-containing refractory is used instead of the CaO-MgO-C-containing refractory.
( 5 ) The continuous casting nozzle according to (1) or (2) , wherein a CaO—MgO-containing refractory is used instead of the CaO—MgO—C-containing refractory.
( 6 ) A continuous casting tundish having an immersion nozzle at the bottom, wherein the continuous casting nozzle according to any one of (1) to ( 5 ) is used as the immersion nozzle. Casting tundish.
[0018]
( 7 ) A continuous casting method for molten metal, characterized by using the tundish for continuous casting described in ( 6 ) above and injecting molten metal into the mold from the tundish via an immersion nozzle.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following description, the nozzles in contact with the upper end 24 of the immersion nozzle 1, and the injection nozzles in the stopper type tundish or the lower nozzles 6 in the sliding nozzle type tundish are collectively referred to as the injection nozzle 6.
[0020]
In the first aspect of the present invention, a part or all of the nozzle inner peripheral surface excluding the nozzle upper end 24 is made of the refractory material 21 containing CaO-MgO-C, and the nozzle outer peripheral side is connected to the nozzle upper end portion of the nozzle inner peripheral surface. It is a nozzle for continuous casting characterized in that the refractory material 21 is exposed (FIGS. 1 and 3).
[0021]
When the conventional immersion nozzle having the CaO-MgO-C-containing refractory 21 on the inner peripheral surface of the nozzle is used, the injection nozzle 6 that contacts the upper end of the immersion nozzle is melted. This is because the MgO-C-containing refractory 21 itself is in close contact. Therefore, if the CaO-MgO-C-containing refractory 21 is disposed in a portion excluding the upper end of the nozzle as in the present invention, the CaO-MgO-C-containing refractory 21 does not come into contact with the injection nozzle 6, The refractory at the joint surface 29 between the injection nozzle 6 and the immersion nozzle 1 is not melted, and the molten metal flow passage 8 is kept airtight against the outside air.
[0022]
In 1st invention, as shown to Fig.3 (a), it is good also as a form which arrange | positions the CaO-MgO-C containing refractory material 21 in the part except a nozzle upper end, and the space | gap part 23 exists in a nozzle upper end. Further, as shown in FIG. 1, the refractory 22 constituting the outer peripheral side of the nozzle has a narrowed inner diameter portion 27 whose inner diameter is narrowed on the inner peripheral surface side of the nozzle at the upper end portion of the nozzle. This is preferable because no step is produced on the inner peripheral surface of the plate. However, in this case, the CaO-MgO-C-containing refractory 21 portion constituting the inner peripheral surface of the nozzle cannot be formed by being inserted from above the immersion nozzle 1, but the previously formed CaO-MgO-C-containing A refractory 21 is inserted into a mold, and a mixture of Al ₂ O ₃ and C is packed around it and molded integrally with a rubber press. It is. Of course, the refractory 22 constituting the outer peripheral side and the refractory 21 containing CaO-MgO-C are separately molded, and the CaO- is formed from the lower end 26 of the refractory 22 constituting the outer peripheral side as shown in FIG. It can also be set as the form assembled by inserting the refractory material 21 containing MgO-C.
[0023]
In the present invention, in the vicinity of the upper end of the nozzle, the joint surface 25 between the refractory 22 and the CaO—MgO—C-containing refractory 21 constituting the outer peripheral side is exposed to the molten metal flow path 8. On this joining surface 25, the melting loss 30 may progress as shown in FIG. However, even if such a melting loss 30 occurs, the joint surface 29 between the upper end of the submerged nozzle 1 and the injection nozzle 6 is kept healthy, so that the outside air passes through the joint surface 29 and the molten metal flow path 8. Troubles that intrude into will not occur.
[0024]
In the first invention, it is preferable that the refractory 22 constituting the outer peripheral side of the nozzle is an Al ₂ O ₃ + C-containing refractory and that the SiO ₂ content is 5% by mass or less. The Al ₂ O ₃ + C-containing refractory has high fire resistance and is the most preferable material for the refractory 21 constituting the nozzle outer peripheral side. Furthermore, the SiO ₂ content in the Al ₂ O ₃ + C-containing refractory is 5% by mass or less, so that the Al ₂ O ₃ + C-containing refractory and the CaO—MgO—C-containing refractory can be reduced in the joint portion. It is possible to minimize the formation of the melting point material and to minimize the melting loss of the refractory at the joint. The SiO ₂ content is more preferably 3% by mass or less.
[0025]
In the present invention, a part or all of the inner peripheral surface of the nozzle except for the upper end is formed by the CaO-MgO-C-containing refractory material 21, thereby precipitating Al ₂ O ₃ and the like on the inner peripheral surface of the nozzle during continuous casting. Prevents the formation of objects. The composition of the refractory containing CaO—MgO—C is preferably 0.03 ≦ MgO / CaO ≦ 32, 0.05 ≦ C / (CaO + MgO + C) ≦ 0.40, and the total of CaO + MgO + C is 90% by mass or more. .
[0026]
The crystal structure of the CaO-MgO-C-containing refractory is a mixture of CaO phase and MgO phase, and C is present in the form of a plate-like filling between crystal grains in which CaO and MgO coexist. ing. Why deposition is less of Al ₂ O ₃ precipitates with the material of the inner peripheral surface nozzle is CaO-MgO-C refractories containing, when the Al ₂ O ₃ deposited from molten metal adhering to the inner peripheral surface nozzles, This is probably because the CaO phase in the refractory reacts with the deposited Al ₂ O ₃ to produce a low melting point substance, and the deposited deposits float in the molten metal again. Therefore, if the CaO phase is present in the refractory that forms the inner peripheral surface of the nozzle, it has the ability to prevent deposits from adhering. If MgO / CaO in the CaO—MgO—C-containing refractory is 32 or less, the CaO phase can be surely present in the refractory, and the effect of preventing deposit adhesion can be exhibited. The lower the MgO / CaO ratio, the greater the abundance ratio of the CaO phase, thereby improving the deposit adhesion preventing effect. It is more preferable that MgO / CaO ≦ 1. It is more preferable that MgO / CaO ≦ 0.72.
[0027]
The MgO phase in the CaO—MgO—C-containing refractory has a function of suppressing melting damage of the nozzle inner surface refractory because it produces a reaction product having a relatively high melting point with Al ₂ O ₃ in the molten metal. In order to exert this function, it is necessary to satisfy MgO / CaO ≧ 0.03. It is more preferable that MgO / CaO ≧ 0.2. It is more preferable that MgO / CaO ≧ 0.42.
[0028]
In producing a CaO-MgO-C-containing refractory, dolomite is usually used as a source of CaO-MgO in the refractory. Since the ratio of CaCO ₃ and MgCO ₃ in dolomite varies depending on the production area, the MgO / CaO ratio in the refractory produced using dolomite is in the range of 0.49 to 1. If it is this range, the said preferable MgO / CaO ratio is realizable.
[0029]
C in the CaO—MgO—C-containing refractory has a function of being excellent in heat-resistant spalling due to the high thermal conductivity of C. In order to exhibit this function, C / (CaO + MgO + C) needs to be 0.05 or more. More preferably, it is 0.15 or more. However, if the C content is too high, wear due to oxidation of C increases, so C / (CaO + MgO + C) ≦ 0.40. More preferably, C / (CaO + MgO + C) ≦ 0.35.
[0030]
In the refractory containing CaO—MgO—C, the total of CaO + MgO + C is 90% by mass or more. When the impurity content exceeds 10%, the fire resistance is lowered, and it becomes easy to form a low-melting-point substance with the main substance of the refractory material, so that the characteristics as the inner pore body of the present invention cannot be obtained. .
[0031]
As the shape of the CaO-MgO-C-containing refractory, the refractory 22 constituting the outer side of the continuous casting nozzle and the CaO-MgO-C-containing refractory 21 constituting the inner periphery are separately manufactured, and the outer side is formed. If a method of inserting the CaO—MgO—C-containing refractory 21 into the inside of the refractory 22 to be constructed from above is adopted, it is preferable because the manufacturing is easy. In this case, although the refractory 22 constituting the outside is exposed in the molten metal flow passage as shown in FIG. 1 at the discharge port 9 at the lower end of the continuous casting nozzle, originally the deposit is not so much attached to this portion. So it doesn't matter. Moreover, the contact part of the refractory 22 and CaO-MgO-C containing refractory 21 which comprise the outer side in the same discharge port 9 is exposed to a molten metal flow path. Although the refractory erosion at the contact portion does not cause the harmful effect of direct intrusion of outside air, in order to minimize the erosion loss, the refractory 22 constituting the outside of the nozzle has a SiO ₂ content of 5 mass%. The following Al ₂ O ₃ + C-containing refractories are preferably used.
[0032]
In the present invention, a CaO—C-containing refractory may be used in place of the CaO—MgO—C-containing refractory in part or all of the inner peripheral surface of the nozzle. Since it does not contain MgO, it can not exert the function of suppressing the refractory damage of the nozzle inner surface refractory, but it can function as a nozzle inner peripheral surface sufficiently because the lining thickness of the refractory can be controlled according to the number of uses. In addition, it is possible to exhibit an excellent effect of removing deposits. In this case, it is preferable that the CaO—C-containing refractory satisfies the condition that 0.05 ≦ C / (CaO + C) ≦ 0.40 and the total of CaO + C is 90% by mass or more. The reason is the same as that in the CaO—MgO—C-containing refractory.
[0033]
In the present invention, a CaO—MgO-containing refractory may be used in place of the CaO—MgO—C-containing refractory in part or all of the inner peripheral surface of the nozzle.
[0034]
The inner peripheral surface of the continuous casting nozzle is a portion that contacts the molten steel. In the refractory containing C, C exists in a plate shape between the refractory aggregates. When a refractory containing C is used on the inner peripheral surface of the nozzle, the portion of C in the refractory is melted from between the base materials in a form that reacts with the molten steel. Therefore, a refractory containing no C may be advantageous because the melting rate of the refractory is reduced and the life is extended. On the other hand, since the refractory containing no C deteriorates the spalling resistance, it is necessary to devise preheating such as reducing the temperature increase rate during preheating. If the refractory containing CaO-MgO is used for the inner peripheral surface of the nozzle and the refractory containing Al ₂ O ₃ + C is used for the outer peripheral surface of the nozzle, the temperature between the inner surface and the outer surface of the CaO-MgO-containing refractory on the inner peripheral surface Since the difference is reduced and there is also a heat storage effect, the nozzle can be formed without significantly impairing the spalling resistance. However, the difference in coefficient of linear expansion between the refractories on the inner and outer periphery of the nozzle is large, and the CaO-MgO-containing refractory on the inner peripheral surface is preheated compared to the refractory containing Al ₂ O ₃ + C constituting the outer peripheral surface of the nozzle. Since the expansion rate is sometimes high, a mortar or a bonding agent capable of absorbing the expansion of the CaO-MgO-containing refractory is required at the joint with the Al ₂ O ₃ + C-containing refractory. Or it is good also as taking sufficient thickness of an outer periphery refractory so that the refractory which comprises an outer periphery can suppress expansion | swelling of an inner periphery refractory.
[0035]
When using a CaO-MgO-containing refractory on the inner peripheral surface of the nozzle, the composition of the CaO-MgO-containing refractory satisfies the condition that 0.03 ≦ MgO / CaO ≦ 32 and the total of CaO + MgO is 90% by mass or more. It is preferable. The reason is the same as that in the CaO—MgO—C-containing refractory. Moreover, although it does not contain C positively, you may contain C in less than 5% of range.
[0036]
The tundish 2 in which the continuous casting nozzle 1 to which the first invention is applied is employed as an immersion nozzle and the immersion nozzle is mounted on the bottom can be configured (FIG. 2). If the molten metal is continuously cast using the tundish 2, it is possible to prevent the refractory from being melted at the upper end of the immersion nozzle while preventing the deposit from adhering to the inner peripheral surface of the immersion nozzle during the continuous casting. It is possible to prevent entrainment of air into the molten metal and perform casting for a long time using the same tundish.
[0037]
When forming a continuous casting tundish of molten metal, the immersion nozzle 1 is disposed so as to contact the injection nozzle 6 on the upper part thereof. As the material for the injection nozzle 6, a refractory containing Al ₂ O ₃ + C is usually used. Conventionally, the SiO ₂ content in the Al ₂ O ₃ + C-containing refractory has been about 15% by mass.
[0038]
As shown in FIG. 5, the second invention in the present invention is a tundish 2 for continuous casting having an immersion nozzle 1 at the bottom, and the immersion nozzle 1 has a part or all of the inner peripheral surface of the nozzle as CaO. -Casting nozzle (injection nozzle 6) comprising MgO-C-containing refractory 21 and in contact with the upper end of the immersion nozzle is made of Al ₂ O ₃ + C-containing refractory having a SiO ₂ content of 5% by mass or less. It is a tundish for continuous casting characterized by being used.
[0039]
As described above, when the CaO—MgO—C-containing refractory 21 is used on the inner peripheral surface of the immersion nozzle, the portion of the injection nozzle 6 in contact with the CaO—MgO—C-containing refractory 21 is melted mainly. This is because the SiO ₂ component contained in the Al ₂ O ₃ + C-containing refractory injection nozzle reacts with CaO to produce a low melting point material. In the second aspect of the invention, this problem is solved by using an Al ₂ O ₃ + C-containing refractory having an SiO ₂ content of 5 mass% or less as the injection nozzle 6. By setting the SiO ₂ content in the injection nozzle 6 within the above range, the generation of low melting point substances can be reduced, and the refractory solution at the contact surface between the injection nozzle 6 and the CaO—MgO—C-containing refractory 21 can be reduced. The loss can be greatly reduced. As a result, even if the CaO-MgO-C-containing refractory 21 on the inner peripheral surface of the immersion nozzle is disposed as far as the upper end of the immersion nozzle as usual, nozzle melt damage at the contact portion between the injection nozzle 6 and the immersion nozzle is reduced. When using this tundish 1 and performing continuous casting of molten metal, which is characterized by injecting molten metal into the mold from the tundish via an immersion nozzle, use the tundish for a long time. Also, it is possible to prevent air from being entrained from the joining surface to the molten metal.
[0040]
In the second invention, the composition of the CaO-MgO-C-containing refractory is 0.03 ≦ MgO / CaO ≦ 32, 0.05 ≦ C / (CaO + MgO + C) ≦ 0.40, and the total of CaO + MgO + C is 90% by mass. The reason for the above is the same as in the first invention. Moreover, it may replace with a CaO-MgO-C containing refractory and may use a CaO-C containing refractory.
[0041]
In the second invention, a CaO—MgO-containing refractory may be used instead of the CaO—MgO—C-containing refractory. The characteristics when a CaO—MgO-containing refractory is used and the preferred component composition of the CaO—MgO-containing refractory are the same as in the first invention.
[0042]
When using the continuous casting nozzle of the present invention as an immersion nozzle, if the outer periphery is made of a refractory containing Al ₂ O ₃ + C, the outer periphery of the immersion nozzle and the portion corresponding to the slag line As shown in FIG. 6, it is preferable to arrange a slag line refractory 28 for preventing melting damage due to slag. For example, a ZrO ₂ + C refractory can be used.
[0043]
In continuous casting using the present invention, even when Al deoxidized steel is cast, adhesion of Al ₂ O ₃ is not seen on the inner surface of the nozzle and no nozzle restriction occurs. Therefore, in order to prevent Al ₂ O ₃ from adhering to the inner surface of the normal immersion nozzle, there is no need to blow an inert gas such as Ar gas from the inner surface of the immersion nozzle or the upper nozzle. Therefore, it is possible to arbitrarily reduce the flow rate of the inert gas according to the required quality level of the slab, and it is possible to manufacture a slab having few pinholes, and it is possible to manufacture a plate material having excellent surface quality.
[0044]
The continuous casting nozzle of the present invention exhibits the most excellent effect when used as an immersion nozzle connected to a tundish, but is not limited to this application. Even if it is used as a nozzle for continuous casting when injecting into a tundish, the same effect can be exhibited.
[0045]
【The invention's effect】
When adopting the refractory containing CaO-MgO-C on the inner peripheral surface of the nozzle for continuous casting to prevent deposits from adhering to the inner peripheral surface of the nozzle, by applying the present invention, the nozzle for continuous casting and its It is possible to prevent melting damage at the joint surface with the upper refractory and to extend the life of the refractory. Therefore, CaO-MgO-C-containing refractories can be sufficiently used even in continuous casting of ordinary steel, and casting without nozzle clogging can be realized.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams showing a continuous casting nozzle according to the present invention, wherein FIG. 1A is a cross-sectional view, FIG. 1B is a side view, FIG. 1C is a CC arrow view, and FIG. A cross-sectional view, (e) is a cross-sectional view taken along the line EE.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a tundish equipped with the continuous casting nozzle of the present invention as an immersion nozzle.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a continuous casting nozzle according to the present invention.
FIG. 4 is a partial sectional view of a continuous casting nozzle according to the present invention.
FIG. 5 is a partial sectional view showing a tundish equipped with the continuous casting nozzle of the present invention as an immersion nozzle.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a continuous casting nozzle according to the present invention.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a state in which a conventional continuous casting nozzle is mounted on a tundish as an immersion nozzle.
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a state of occurrence of melting damage on a contact surface between a conventional continuous casting nozzle and an injection nozzle.
[Explanation of symbols]
1 Nozzle for continuous casting (immersion nozzle)
2 Tundish 3 Injection nozzle 4 Upper nozzle 5 Sliding plate 6 Lower nozzle (injection nozzle)
7 Stopper 8 Molten metal flow path 9 Discharge port 10 Molten metal 11 Mold 21 CaO-MgO-C-containing refractory 22 Refractory 23 constituting the outer space 24 Upper end 25 Joining surface 26 Lower end 27 Inner diameter narrowed portion 28 Slag line refractory 29 Bonding surface 30

Claims

ノズル内周面のノズル上端を除く一部又は全部はＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物からなり、
ノズル外周側を構成する耐火物はＡｌ ₂ Ｏ ₃ ＋Ｃ含有耐火物であり、かつＳｉＯ ₂ 含有量が５質量％以下であり、
前記ノズル内周面のノズル上端部には前記ノズル外周側を構成する耐火物が露出してなることを特徴とする連続鋳造用ノズル。Part or all of the nozzle inner peripheral surface except the upper end of the nozzle is made of CaO-MgO-C-containing refractory,
The refractory constituting the nozzle outer peripheral side is an refractory containing Al ₂ O ₃ + C, and the SiO ₂ content is 5% by mass or less,
The continuous casting nozzle, wherein a refractory constituting the nozzle outer peripheral side is exposed at a nozzle upper end portion of the nozzle inner peripheral surface.

ノズル外周側を構成する耐火物は、ノズル上端部においてノズル内周面側に内径が狭まってなることを特徴とする請求項１に記載の連続鋳造用ノズル。 2. The continuous casting nozzle according to claim 1, wherein the refractory constituting the outer peripheral side of the nozzle has an inner diameter narrowing toward the inner peripheral surface of the nozzle at the upper end of the nozzle.

前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物の組成は、０．０３≦ＭｇＯ／ＣａＯ≦３２、０．０５≦Ｃ／（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃ）≦０．４０、かつＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｃの合計が９０質量％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続鋳造用ノズル。The composition of the CaO—MgO—C-containing refractory is 0.03 ≦ MgO / CaO ≦ 32, 0.05 ≦ C / (CaO + MgO + C) ≦ 0.40, and the total of CaO + MgO + C is 90% by mass or more. continuous casting nozzle according to claim 1 or 2, characterized.

前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−Ｃ含有耐火物を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続鋳造用ノズル。The nozzle for continuous casting according to claim 1 or 2 , wherein a CaO-C-containing refractory is used instead of the CaO-MgO-C-containing refractory.

前記ＣａＯ−ＭｇＯ−Ｃ含有耐火物に代えてＣａＯ−ＭｇＯ含有耐火物を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続鋳造用ノズル。The continuous casting nozzle according to claim 1 or 2 , wherein a CaO-MgO-containing refractory is used instead of the CaO-MgO-C-containing refractory.

底部に浸漬ノズルを有する連続鋳造用タンディッシュであって、該浸漬ノズルとして請求項１乃至５のいずれかに記載の連続鋳造用ノズルを用いてなることを特徴とする連続鋳造用タンディッシュ。A continuous casting tundish having an immersion nozzle at the bottom, wherein the continuous casting nozzle according to any one of claims 1 to 5 is used as the immersion nozzle.

請求項６に記載の連続鋳造用タンディッシュを用い、タンディッシュから浸漬ノズルを経由して溶融金属を鋳型内に注入することを特徴とする溶融金属の連続鋳造方法。A continuous casting method for molten metal, comprising using the tundish for continuous casting according to claim 6 and injecting molten metal into the mold from the tundish via an immersion nozzle.